JP4166867B2

JP4166867B2 - Piezoelectric transformer element and casing method thereof

Info

Publication number: JP4166867B2
Application number: JP18774998A
Authority: JP
Inventors: 昌子片岡; 健藤村; 勝之石川; 孝宏山川; 惠三塚本
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 1997-10-15
Filing date: 1998-07-02
Publication date: 2008-10-15
Anticipated expiration: 2018-07-02
Also published as: CN1275247A; CN1169237C; TW442986B; KR100390888B1; EP1025597B1; KR20010015770A; EP1025597A1; WO1999019916A1; DE69828521T2; US6342752B1; ATE286624T1; JPH11186629A; DE69828521D1

Abstract

Mount terminals (32-34) formed on the end faces of a housing (31) in the longitudinal direction respectively abut against external electrodes (1, 2) which are formed on an end face of a piezoelectric element (6) in the longitudinal direction and used to apply input voltage, and an external electrode (3) for extracting output voltage. These abutted portions are fixed by soldering or with conductive adhesive to electrically connect the mount terminals to the external electrodes and fix the piezoelectric element (6) inside the housing (31).

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、冷陰極管の点灯等に用いて好適な圧電トランス素子及びそのケーシング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ノート型のパーソナルコンピュータ等の液晶表示器のバックライトには、一般的に冷陰極管が用いられている。この冷陰極管は、点灯時に１ｋＶ程度の高電圧を必要としながらも、連続点灯中には数１００Ｖ程度の電圧を必要とし、点灯時に必要な電圧と比較して極端に低い電圧で連続点灯させることができる。このような冷陰極管の動作特性は、圧電トランス素子が有する動作特性に類似しているため、近年、冷陰極管用の電源として圧電トランス素子を備える昇圧モジュールが用いられるようになってきている。
【０００３】
圧電トランス素子としては、例えば図２１に示すようなローゼン(Rosen)型の圧電トランス素子が一般に広く知られている。
【０００４】
図２１は、一般的なローゼン型の圧電トランス素子を示す斜視図である。同図において、圧電トランス素子１０６は、短冊形状を有しており、同図左側の半分は入力領域、そして同図右側の半分は出力領域である。入力領域の上部及び下部には、入力電圧を印加する入力電極である外部電極１０１，１０２、そして出力領域の端面には、昇圧された交流電圧を取り出す出力電極である外部電極１０３が設けられている。圧電トランス素子１０６の材質及び長さから求まる共振周波数を有する交流電圧（入力電圧）を、外部電極１０１，１０２の間に印加すると、圧電トランス素子１０６は長手方向に機械的な振動を起して共振する。この機械的な振動により、入力側及び出力側に共通のグランド電極としての外部電極１０１または外部電極１０２の何れか一方の電極と、外部電極１０３との間には、昇圧された交流電圧が発生する。ここで、出力電圧と入力電圧との比である昇圧比は、出力電極間の距離と入力電極間の距離との比に比例する。
【０００５】
従来、圧電トランス素子には、図２１に示したような単板型の圧電トランス素子が用いられていたが、単板型の圧電トランス素子を備えた昇圧モジュールでは、１０倍程度の昇圧比しか得られないため、ノートパソコン用の冷陰極管を点灯させるためには前段に更に昇圧用の巻線トランスを備える必要があった。そこで、入力領域の圧電体層の電極間距離を小さくする、即ち、厚みの薄い圧電体と内部電極とを複数積層した構造の圧電トランス素子を形成することにより、単板型の圧電トランス素子と比較して昇圧比が高く、前段の巻線トランスを不要とする試みがなされている。
【０００６】
このような積層型の圧電トランス素子では、入力領域の各電極間の電気的接続が必須であり、その接続方法として、例えば、特開平７−３０２９３８号では、図２４に示すように、外部電極３０１，３０２の入力領域の各内部電極３０１ａ，３０２ａ間の導通を取るための電極３０５を圧電トランス素子３０６の側面或いは端面のコーナーに設ける方法が提案されている。また、本願出願人は、先行する特願平８−５２５５３号において、圧電トランス素子の入力領域の内部で複数積層された内部電極の層間を接続する２本の柱状の導体（以下、層間接続導体）によって交互に接続する方法を提案している。
【０００７】
このような圧電トランス素子を回路基板に実装する場合には、高圧部分が露出しないように該圧電トランス素子を収納ケースに入れて使用する場合が多い。従来の積層型の圧電トランス素子では、図２１の外部電極１０１，１０２と同様に、入力領域の上下面に設けた外部電極に、はんだ或いは導電性接着剤によってリード線を接着している。圧電トランス素子の利点としては、圧電トランス素子の厚みが薄いということが挙げられているが、このようなリード線が接続された圧電トランス素子を回路基板に実装するときには、少なくともリード線の直径以上の余裕が素子と基板との間に必要であり、また、圧電トランス素子の上面側にもリード線の直径以上の空間が必要となるため、収納ケースの厚みは増し、厚みが薄いという圧電トランス素子の利点が生かし切れない。
【０００８】
また、収納ケースを設計する際には、リード線の直径及びリード線を接着するためのはんだ或いは導電性接着剤の厚みを見込んで設計する必要が有るため、該ケースの厚みを高めに設計する必要がある。従って、実装後の圧電トランス素子のモジュールの厚みには、“接着用の見込み厚み”が加えられることとなり、更に高さが増してしまう。
【０００９】
この対策として、例えば、特開平９−１１６２５０号では、図２２及び図２３に示すように、圧電トランス素子２０６を長手方向側面の節部分において収納ケース２０５の端子２１０Ａ及び端子２１０Ｂにより固定すべく、当該素子の一次側には、その上下面に入力電極２０１及び２０２を設け、その入力電極を当該素子の側面にそれぞれ延長したリード電極２０１ａ及び２０２ａが設けられている。また、当該素子の二次側には、その両側面に出力電極２０４が設けられている。このような構造によれば、収納ケースの厚みを薄くすること、並びに実装作業の工程を簡略化することができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ノート型のパーソナルコンピュータ、或は近年では携帯型の情報端末の発達に伴い、本体の小型化への要望は更に高まっている。このため、液晶表示器と本体との寸法差も小さくなリつつある。液晶表示器のバックライト用昇圧モジュールは、一般に液晶表示器の周囲に配置されるため、液晶表示器がパーソナルコンピュータ等の本体の外形寸法に近づけば近づく程、昇圧モジュールの狭幅化が要求される。
【００１１】
しかしながら、上述した従来のケーシング方法では、収納ケースの厚み、或いはモジュール厚みを薄くすることは可能であるものの、ケースの幅を狭くすることはできない。
【００１２】
そこで本発明は、実装する際に必要な短手方向の高さ及び幅を小さくすることができる圧電トランス素子及びそのケーシング方法の提供を目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の圧電トランス素子は以下の構成を特徴とする。
【００１４】
即ち、厚み方向に分極されると共に入力電極が形成された入力領域と、長手方向に分極されると共に出力電極が形成された出力領域とを有する積層構造の圧電トランス素子であって、複数の圧電体の層間に配置された前記入力電極としての複数の内部電極と、前記入力領域側の前記圧電トランス素子の長手方向の端面に設けられた第１及び第２の外部電極と、前記出力領域側の前記圧電トランス素子の長手方向の端面に設けられた前記出力電極とを有し、前記複数の内部電極は、前記第１及び第２の外部電極に１層毎に交互に接続されており、且つそれらの外部電極は、入力電圧を印加するための電極であることを特徴とする。これにより、当該圧電トランス素子を他の部材に実装する際、該素子の長手方向の端面だけで接続可能な構造とし、実装する際に必要な短手方向の高さ及び幅を小さくする。
【００１５】
更に好ましくは、前記入力領域側の前記圧電トランス素子の長手方向に平行な側面に設けられた第３及び第４の外部電極を有し、前記複数の内部電極は、前記第３及び第４の外部電極にも１層毎に交互に接続されているとよい。
【００１６】
また、更に好ましくは、前記入力領域の内部に設けられた複数の柱状導体を有し、その複数の柱状導体により、前記複数の内部電極は、１層毎に交互に接続されているとよい。
【００１７】
これらの構成により、当該圧電トランス素子を駆動できなくなる可能性を顕著に低減する。
【００１８】
尚、前記第３及び第４の外部電極、或いは前記複数の柱状導体は、前記圧電トランス素子の振動の節に相当する位置に設けるとよい。
【００１９】
または、上記の目的を達成するため、本発明の圧電トランス素子のケーシング方法は以下の構成を特徴とする。
【００２０】
即ち、上述した各構成を有する圧電トランス素子を収納ケースに装着するケーシング方法であって、前記収納ケースの長手方向の両端面に複数の実装端子を設け、前記圧電トランス素子を前記収納ケースに挿入することにより、前記複数の実装端子に、前記第１及び第２の外部電極、並びに出力電極をそれぞれ当接させ、該当接部分を、それぞれ導電性の接続材により固定することを特徴とする。これにより、当該圧電トランス素子を、該素子の長手方向の端面だけで接続可能な収納ケースに装着し、実装する際に必要な短手方向の高さ及び幅を小さくすると共に、製造工程を簡略化する。
【００２１】
或いは、上述した各構成を有する圧電トランス素子を収納ケースに装着するケーシング方法であって、前記収納ケースの内側の、前記圧電トランス素子を収納したときにその素子の長手方向の両端面が位置する近傍の位置に突起を設け、その突起によって前記圧電トランス素子を支持し、前記第１及び第２の外部電極と前記収納ケースの長手方向の端面に設けた複数の実装端子とを、それぞれリード線を介して接続し、前記出力電極と、前記収納ケースの長手方向のもう一方の端面に設けた実装端子とを、リード線を介して接続することを特徴とする。これにより、当該圧電トランス素子を、該素子の長手方向の端面だけで接続可能な収納ケースに装着し、実装する際に必要な短手方向の高さ及び幅を小さくする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る圧電トランス素子の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。尚、以下の説明において、圧電トランス素子の長手方向の端面とは、該素子をλモードやλ／２モード等で駆動した場合に振動の節となる位置を含まない面をいう。
【００２３】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態としての圧電トランス素子を示す斜視図である。図２は、図１の圧電トランス素子の正面図である。また、図３は、図２のＡ−Ａ’断面図である。
【００２４】
図１から図３に示すように、圧電トランス素子６の入力領域の長手方向の端面には、入力電圧を印加するための外部電極１及び２が設けられている。もう一方の出力領域の長手方向の端面には、昇圧された高電圧を取り出す外部電極３が設けられている。また、圧電トランス素子６の入力領域には、内部電極１ａ，２ａが薄板状の圧電体シート（後述する焼成前の圧電体シート８に相当）を挟んで交互に複数積層され、且つ内包された構造を有している。また、内部電極１ａ，２ａには、それぞれ外部電極１，２と接続するための突起を有している。尚、各内部電極は、圧電トランス素子に内包する構造ではなく、側面に露出した構造としてもよい。
【００２５】
次に、このような構造を有する圧電トランス素子６の製造工程を図４及び図５を参照して説明する。
【００２６】
図４及び図５は、本発明の第１の実施形態としての圧電体シート上に形成された複数の内部電極を示す図である。この圧電体シートを交互に積層して所定の形状に切り出すことにより、外部電極１から３が設けられていない圧電トランス素子６の形状が構成される。
【００２７】
（１）はじめに、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3系の圧電材料粉末１００重量部に対して、水２５重量部、エマルジョン型のアクリル系バインダ１０重量部を配合し、ボールミルでスラリーを作製する。このスラリーから、ドクターブレード装置を用いて厚みが１３０μｍの圧電体シートを得る。厚みが１３０μｍのシートを焼成することにより、焼成後の厚みは１００μｍとなる。
【００２８】
（２）次に、得られた圧電体シート８を、１００ｍｍ×１００ｍｍに切断して印刷用フレームに貼り、スクリーンマスクを用いて内部電極１ａ及び２ａとなるＡｇ−Ｐｄペーストを印刷する。印刷する際の内部電極１ａ及び２ａの外寸は、焼成後に１６ｍｍ×４．６ｍｍとなるようにし、積層したときに入力領域に位置するように印刷する。また、内部電極１ａ及び２ａは、その一部が素子端面に露出して外部電極１及び２とそれぞれ接続できるように、長方形の１辺に突起のある形状とする。また、内部電極１ａ及び２ａを、外部電極１及び２と１層毎に交互に接触させるため、積層したときに奇数番目になるシート（図５）及び偶数番目になるシート（図４）の２種類の形状のスクリーンマスクを用いる。
【００２９】
（３）内部電極１ａ及び２ａを印刷した圧電体シート８を各１０層交互に積層し、最上層に電極を印刷していない圧電体シートを重ねて１００℃−３０ＭＰａで熱圧着する。これをアルミナの匣を用いて大気中１１５０℃で２時間焼成する。尚、圧電体シートを２１枚積層して焼成することにより、焼成後の素子厚みは、２．２ｍｍになる。
【００３０】
（４）焼成後、ダイヤモンドカッターによって３２ｍｍ×５ｍｍの寸法の複数の素子に切り分ける。そして、切り分けられた素子の入力領域の端面に露出している内部電極１ａ及び２ａの突起部分に、外部電極１及び２となる幅２ｍｍのＡｇペーストをそれぞれ印刷する。また、当該素子の出力領域の端面には、外部電極３となるＡｇペーストを印刷する。そして、Ａｇペーストが印刷された素子を７００℃の焼成炉に投入し、当該ペースト部分を焼成することにより、外部電極１，２，３を形成する。
【００３１】
（５）焼成された素子を１５０℃の絶縁油に入れ、入力領域を３ｋＶ／ｍｍの電界強度で３０分間分極する。次に、入力領域の外部電極を短絡し、この短絡部分と出力領域端部の外部電極との間に１．５ｋＶ／ｍｍの直流電圧を印加して３０分間分極を施し、圧電トランス素子６を得る。
【００３２】
以上、本実施形態で説明した圧電トランス素子６は、入力電圧を印加するための外部電極１，２を、当該素子の長手方向の端面に形成した。これにより、従来の圧電トランス素子のように素子側面に入力電圧の印加用のリード線や外部電極を設ける必要がないため、リード線や外部電極を含めたときの素子の短手方向の高さ及び幅を低減することができる。
【００３３】
また、内部電極１ａ，２ａの形状に突起を設け、その突起を素子端面に露出させ、外部電極１，２と接続する構造にした。これにより、製造工程において、内部電極同士を電気的に接続する工程と入力領域用の外部電極を形成する工程とを１つの工程にまとめることができる。
【００３４】
［第２の実施形態］
図６は、本発明の第２の実施形態としての圧電トランス素子を示す斜視図である。図７は、図６の圧電トランス素子の正面図である。また、図７に示す圧電トランス素子のＢ−Ｂ’断面図は、図３に示した断面図と同様である。
【００３５】
図６及び図７に示すように、圧電トランス素子１６の入力領域の長手方向の端面及び出力領域の長手方向の端面の構造は、第１の実施形態の圧電トランス素子６と同様である。また、内部電極１１ａ及び１２ａの積層構造も第１の実施形態の圧電トランス素子６と略同様であるが、内部電極１１ａ及び１２ａには、当該素子の長手方向の第１の突起の他に、更に短手方向の第２の突起が設けられている。本実施形態では、この突起を圧電トランス素子１６の側面に露出させ、外部電極４，５と接続する構造を有する。尚、内部電極１１ａ及び１２ａに設ける第２の突起、そして外部電極４，５は、好ましくは、圧電トランス素子１６としての振動の節に相当する位置に形成するとよい。
【００３６】
次に、このような構造を有する圧電トランス素子１６の製造工程を図８及び図９を参照して説明する。
【００３７】
図８及び図９は、本発明の第２の実施形態としての圧電体シート上に形成された複数の内部電極を示す図である。この圧電体シートを交互に積層して所定の形状に切り出すことにより、外部電極３，４，５，１１，そして１２が設けられていない圧電トランス素子１６の形状が構成される。
【００３８】
（１）まず、第１の実施形態と同様の方法で圧電体シート８を製造し、フレームに貼る。本実施形態では、図８及び図９に示すように、素子の端面と側面とで各層の電気的な接続がなされるようにするため、内部電極１１ａ及び１２ａは長方形の２辺に突起のある形状としている。
【００３９】
（２）内部電極１１ａ及び１２ａを印刷した圧電体シート８を各１０層交互に積層し、最上層に電極を印刷していない圧電体シートを重ねて１００℃−３０ＭＰａで熱圧着する。これをアルミナの匣を用いて大気中１１５０℃で２時間焼成する。
【００４０】
（３）焼成後、ダイヤモンドカッターによって３２ｍｍ×５ｍｍの寸法の複数の素子に切り分ける。そして、切り分けられた素子の入力領域の端面及び側面に露出している内部電極１１ａ及び１２ａの突起部分に、外部電極１１，１２，４，そして５となる幅２ｍｍのＡｇペーストをそれぞれ印刷する。また、当該素子の出力領域の端面には、外部電極３となるＡｇペーストを印刷する。そして、Ａｇペーストが印刷された素子を７００℃の焼成炉に投入し、当該ペースト部分を焼成することにより、外部電極１１，１２，４，そして５を形成する。この時点で複数の内部電極１１ａには、外部電極１１及び外部電極５が電気的に接続された状態となる。また、複数の内部電極１２ａには、外部電極１２及び外部電極４が電気的に接続された状態となる。また、本実施形態において、焼成された外部電極４，５の厚さは、数μｍから１０μｍ程度であることは言うまでもない。
【００４１】
（４）焼成された素子を１５０℃の絶縁油に入れ、入力領域を３ｋＶ／ｍｍの電界強度で３０分間分極する。次に、入力領域の外部電極を短絡し、この短絡部分と出力領域端部の外部電極との間に１．５ｋＶ／ｍｍの直流電圧を印加して３０分間分極を施し、圧電トランス素子１６を得る。
【００４２】
以上、本実施形態で説明した圧電トランス素子１６は、内部電極と端面及び側面の２箇所の外部電極とが接続された構造としたため、当該素子を駆動できなくなる可能性を顕著に低減することができ、第１の実施形態と比較して信頼性に優れた圧電トランス素子を実現することができる。また、焼成された外部電極４，５の厚さは数μｍから１０μｍ程度と極めて薄いため、圧電トランス素子１６を収納ケースに装着する際、外部電極４，５のために当該ケースの短手方向の長さ（幅）を敢えて大きく設計する必要はない。
【００４３】
［第３の実施形態］
第２の実施形態では、電気的な接続の信頼性を向上すべく圧電トランス素子１６の側面に外部電極４，５を設けた。本実施形態では、外部電極４，５に相当する導体として、従来の技術の欄でも説明した柱状の２本の層間接続導体を素子の内部に設けることにより、第２の実施形態の圧電トランス素子１６と同等の電気的な接続の信頼性を実現する。
【００４４】
本実施形態に係る圧電トランス素子２６において、外形形状は図１及び図２に示す圧電トランス素子６と同様なため説明を省略する。
【００４５】
図１０は、本発明の第３の実施形態としての圧電トランス素子の断面図であり、図２のＡ−Ａ’断面図である。同図に示すように、圧電トランス素子２６の入力領域の内部には、内部電極２１ａ，２２ａが薄板状の圧電体シート（焼成前の圧電体シート８に相当）を挟んで交互に複数積層され、且つ当該素子に内包された構造を有している。また、層間接続導体２５ａと複数の内部電極２１ａ、そして、図１０には切断面の都合上不図示の層間接続導体２５ｂと複数の内部電極２２ａとはそれぞれ接続されている。更に、第１の実施形態と同様に、内部電極２１ａ，２２ａには、圧電トランス素子２６の長手方向の端面側に、それぞれ外部電極２１，２２と接続するための突起を有している。
【００４６】
尚、層間接続導体２５ａ，２５ｂの形成位置は、圧電トランス素子２６の入力領域であればどの位置でも構わないが、本実施形態では、当該素子の振動を妨げないように振動の節に相当する位置に形成する。
【００４７】
また、各内部電極は、圧電トランス素子に内包する構造ではなく、側面に露出した構造としてもよい。
【００４８】
次に、このような構造を有する圧電トランス素子２６の製造工程を図１１から図１３を参照して説明する。
【００４９】
図１１は、本発明の第３の実施形態としての層間接続導体用の穴が形成された圧電体シートを示す図である。また、図１２及び図１３は、本発明の第３の実施形態としての圧電体シート上に形成された複数の内部電極を示す図である。この圧電体シートを交互に積層して所定の形状に切り出すことにより、外部電極３，２１，そして２２が設けられていない圧電トランス素子２６の形状が構成される。
【００５０】
（１）まず、第１の実施形態と同様の方法で圧電体シート８を製造し、フレームに貼る。そして、複数の圧電トランス素子２６として切り分けた時に当該素子の共振の節となる位置２ヶ所に、層間接続導体２５ａ，２５ｂとなるペーストを充填するための孔を、焼成後にφ０．１２ｍｍとなる大きさに開ける。この状態を図１１に示す。これらの孔には、Ａｇ−Ｐｄペーストを、メタルマスクを用いた印刷法で充填した。
【００５１】
（２）図１１の状態の圧電体シート８に、スクリーンマスクを用いて内部電極２１ａ，２２ａとなるＡｇ−Ｐｄペーストを印刷した。内部電極２１ａ及び２２ａを、層間接続導体２５ａ及び２５ｂと１層毎に交互に接触させるため、積層したときに奇数番目になるシート（図１３）及び偶数番目になるシート（図１２）の２種類の形状のスクリーンマスクを用いる。尚、第１の実施形態と同様に、焼成後に圧電トランス素子２６の長手方向の端面側に位置する部分に、突起を設けることは言うまでもない。
【００５２】
（３）内部電極２１ａ，２２ａを印刷した圧電体シート８を各１０層交互に積層し、最上層に電極を印刷していない圧電体シートを重ねて１００℃−３０ＭＰａで熱圧着する。これをアルミナの匣を用いて大気中１１５０℃で２時間焼成する。尚、圧電体シートを２１枚積層して焼成することにより、焼成後の素子厚みは、２．２ｍｍになる。
【００５３】
（４）焼成後、ダイヤモンドカッターによって３２ｍｍ×５ｍｍの寸法の複数の素子に切り分ける。そして、切り分けられた素子の入力領域の端面に露出している内部電極２１ａ及び２２ａの突起部分に、外部電極２１及び２２となる幅２ｍｍのＡｇペーストをそれぞれ印刷する。また、当該素子の出力領域の端面には、外部電極３となるＡｇペーストを印刷する。そして、Ａｇペーストが印刷された素子を７００℃の焼成炉に投入し、当該ペースト部分を焼成することにより、外部電極１，２，３を形成する。
【００５４】
（５）焼成された素子を１５０℃の絶縁油に入れ、入力領域を３ｋＶ／ｍｍの電界強度で３０分間分極する。次に、入力領域の外部電極を短絡し、この短絡部分と出力領域端部の外部電極との間に１．５ｋＶ／ｍｍの直流電圧を印加して３０分間分極を施し、圧電トランス素子２６を得る。
【００５５】
以上、本実施形態で説明した圧電トランス素子２６は、内部電極、外部電極、そして層間接続導体がそれぞれ接続された構造を有するため、第２の実施形態と同様に信頼性に優れた圧電トランス素子２６を実現することができる。
【００５６】
［第４の実施形態］
本実施形態では、上述した第１から第３の実施形態に係る圧電トランス素子を、収納ケースに装着するケーシング方法を説明する。以下の説明では、その一例として、上述した第１の実施形態で説明した圧電トランス素子６を収納ケースに装着するケーシング方法を説明する。
【００５７】
図１４は、本発明の第４の実施形態としての圧電トランス素子が装着された収納ケースを示す斜視図である。また、図１５は、図１４のＣ−Ｃ’断面図である。尚、図１５において、圧電トランス素子６の内部構造に係る断面の部分の表現は省略している。
【００５８】
図１４及び図１５に示すように、収納ケース３１は、絶縁性の樹脂で形成されており、Ｌ３２ｍｍ×Ｗ５．２ｍｍ×Ｄ２．４ｍｍの内部寸法を有する（但し、長さＬは、実装端子３２及び３３と実装端子３４との間の距離とする）。収納ケース３１両端面には、入力電圧を印加する実装端子３２及び３３，そして出力電圧を取り出す実装端子３４が一体に形成された構造を有する。
【００５９】
このような構造を有する収納ケース３１への圧電トランス素子６の装着方法としては、まず、当該ケースに圧電トランス素子６を挿入することにより、外部電極１，２，３と、実装端子３２，３３，３４とをそれぞれ当接させる。そして、各当接部分は、導電性の接続材としてのはんだ、或は導電性の接着剤で固定する。これにより、圧電トランス素子６を、収納ケース３１の内部へ固定すると共に実装端子との電気的な接続を行う。
【００６０】
圧電トランス素子６は、λモードで駆動する場合は当該素子の端部から当該素子の長さの１／４の位置が共振の節となる。また、λモードで駆動された圧電トランス素子６が共振状態にある場合、当該素子の全体としての長さは略一定に保たれる。従って、圧電トランス素子６の両端面を収納ケース３１に固定しても、共振によって固定状態が劣化することはない。
【００６１】
このように、本実施形態の収納ケース３１は、圧電トランス素子６を当該素子の端面にて固定し、且つ当該ケースの実装端子と当該素子との電気的な接続を実現する。このため、収納ケース３１の短手方向の長さ（幅）及び高さ（深さ）は、圧電トランス素子自体の幅及び高さを考慮した寸法にすればよく、収納ケースの幅を狭く、且つ高さを低くすることができ、リード線等を使用しないため、製造工程も簡略化できる。
【００６２】
［第５の実施形態］
本実施形態では、第４の実施形態で採用したところの、圧電トランス素子の長手方向の両端面にて固定する方法を基本とする他のケーシング方法を説明する。以下の説明では、一例として、上述した第１の実施形態で説明した圧電トランス素子６を装着する場合について説明する。
【００６３】
図１６は、本発明の第５の実施形態としての圧電トランス素子が装着された収納ケースを示す斜視図である。また、図１７は、図１６のＤ−Ｄ’断面図である。尚、図１７において、圧電トランス素子６の内部構造に係る断面の部分の表現は省略している。
【００６４】
図１６及び図１７に示すように、収納ケース４１は、絶縁性の樹脂で形成されており、Ｌ３２．６ｍｍ×Ｗ５．２ｍｍ×Ｄ２．４ｍｍの内部寸法を有する。また、収納ケース４１の内部には、端部から０．４ｍｍの２ヶ所、即ち、圧電トランス素子６の長手方向の両端面の近傍位置に、当該素子を収納ケース４１の内部において固定する０．１ｍｍから０．１５ｍｍ程度の高さを有する突起４５が設けられている。この突起４５にエポキシ系接着剤を塗布することにより、圧電トランス素子６は、収納ケース４１内部に固定される。
【００６５】
尚、突起４５は、収納ケース４１内部の底面にだけ設ける構造としてもよい。
【００６６】
また、収納ケース４１の両端面には、入力電圧を印加する実装端子４２及び４３、そして出力電圧を取り出す実装端子４４が一体に形成された構造を有する。これらの実装端子は、金属部材で形成されている。本実施形態において、外部電極１，２，３と実装端子４２，４３，４４との電気的な接続は、φ０．２６ｍｍのリード線をそれぞれはんだ付け、或は導電性の接着剤により接続することにより行う。
【００６７】
尚、収納ケース４１への圧電トランス素子６の固定に先立って、リード線４６は、当該素子の各外部電極に予め接続しておくことは言うまでもない。
【００６８】
また、収納ケース４１の内部に設ける突起４５の形状は、線状の連続した形状であっても、不連続な複数の突起としてもよい。
【００６９】
また、突起４５の形状は、図１６及び図１７に示す形状に限られるものではなく、例えば、図１８に要部断面図として示す収納ケース４１Ａの突起４５Ａのように、圧電トランス素子６を当該素子の長手方向の両端面の近傍位置にて固定可能な形状に成形しても良い。
【００７０】
このように、本実施形態では、収納ケース４１及び４１Ａの実装端子と圧電トランス素子６の外部電極との電気的な接続を、リード線４６を介して当該ケースの端面部分にて行う構造とした。このため、リード線を接続する製造工程は多くなるが、収納ケース４１内で圧電トランス素子６を確実に支持することができる。
【００７１】
尚、上述した各実施形態では、入力電圧を印加する外部電極を素子端面に形成するため、当該素子の入力領域の上下面の外部電極は不要となるが、分極工程において当該素子の上下面に外部電極が必要な場合には設けてもよい。
【００７２】
また、上述した各実施形態における圧電トランス素子や電極等の寸法は一例であり、それらの値に限られるものではないことは言うまでもない。
【００７３】
［両端面にて圧電トランス素子を固定する方法についての考察］
ここで、上述した第4及び第5の実施形態にて説明したケーシング方法、即ち、両端面にて圧電トランス素子を固定する方法について考察する。
【００７４】
収納ケースへの圧電トランス素子の従来の収納方法は、前述の従来技術における図２３の圧電トランス素子２０６及びその収納ケース２０５のように、圧電トランス素子の共振状態における節の位置（以下、節の位置と称する）にて当該素子を支持する方法が一般的である。これは、媒質（この場合、圧電トランス素子を構成する個々の素材）が所謂、縦波（疎密波）を起こしており、且つその縦波が定常波であるときには、その定常波の節において媒質の変位はゼロであり、節と節との位置間隔は所定値である、という従来からの一般的な振動に関する知識に基づいている。従って、圧電トランス素子の従来の収納方法（固定方法）において、当該素子の固定位置は、λモード、即ち、圧電トランス素子を駆動する電圧の１波長（λ）分の長さが当該素子の長手方向の長さ２Ｌである駆動モードにおいて、当該素子の両方の端面からＬ／２の位置である２ケ所の節の位置が最適であり、共振状態を減衰させないためには、これらの節の位置から外れずに如何に当該素子を支持（固定）するかが大きな課題とされている。言い換えると、λモードにおいては、圧電トランス素子の長手方向の両端面は共振の腹とみなされ、当該素子の変位は、それら腹の位置において最大値を採ると考えられている。このため、当該素子を共振の腹の位置、即ち当該素子の両端面にて支持するという、上記本願の技術思想は試みられていない。
【００７５】
しかしながら、本願出願人は、圧電トランス素子、その素子の駆動回路及び収納ケースに関する鋭意研究を進めていく過程において、圧電トランス素子の長手方向の両端面で当該素子を支持し、その支持された状態の圧電トランス素子をλモードで共振させてみたとこところ、従来と同様の節の位置にて圧電トランス素子を支持する場合と略同等の昇圧効率が得られた。
【００７６】
図１９及び図２０は、第４及び第５の実施形態に係る圧電トランス素子の支持方法と、圧電トランス素子を節にて支持する従来の方法とを比較した結果を示す図であり、図１９はλモード、図２０はλ／２モードにて圧電トランス素子を駆動した場合の測定結果を示している。
【００７７】
測定に際しては、第１の実施形態にて説明した図１から図３に示す構造の圧電トランス素子を、第４及び第５の実施形態に係る方法で支持した。また、従来例に係る支持方法については、第１の実施形態にて説明した図１から図３に示す構造の圧電トランス素子を節にて支持し、外部からの駆動はリード線を介して行なった。また、圧電トランス素子を駆動するときの測定条件は、何れの場合も負荷を５０ｋΩ、出力を４Ｗとした。
【００７８】
測定した結果は、図１９及び図２０に示すように、第４及び第５の実施形態に係る方法で支持した場合の昇圧比及び効率／％が従来の支持方法と比較して僅かに劣るものの、その差は実用上問題となる程ではなく、この事象は、前述した従来の考え方により予想される結果とは異なるものである。
【００７９】
以下、この事象について考察する。圧電トランス素子の長手方向の両端面で当該素子を支持しても、良好な昇圧特性（共振特性）が得られるということは、圧電トランス素子が共振状態にあるとき、当該素子の全体としての長さは略一定に保たれているためと考えることができる。即ち、本願出願人は、圧電トランス素子が駆動により共振を起こしているときには、当該素子の全長は保持されていることを見い出した。このことは、圧電トランス素子を収納ケースの内部に固定するに際して、当該素子の長手方向の両端面、或いはその両端面の近傍位置にて固定しても、当該素子の昇圧効率の低下を招く共振状態の減衰、並びに、収納ケース内における素子の固定状態の劣化は招かないということを意味する。そこで、上述した第4及び第5の実施形態では、第1の実施形態にて説明した圧電トランス素子６を、収納ケース３１，４１，或いは４１Ａに、当該素子の長手方向の両端面にて固定した。
【００８０】
また、本願出願人は、上記の事象を解明すべく文献調査を行なったところ、圧電トランスの共振時の変位は、数１にて表わすことができることが判った。即ち、エレクトロニク・セラミクス，１９７６年夏号，「圧電トランスの振動モードと表面電荷・電位分布（山形積治著、Ｐ４４〜Ｐ５０）」の式（１７））によれば、変位ξ(x)は、
【００８１】
【数１】

【００８２】
但し、ξ (ｘ)：時間ｔにおける位置ｘの媒質の変位量［ｍｍ］，Ａ：所定の係数，ｍ：振動モード，λモードではｍ＝２，２Ｌ：圧電トランス素子の長手方向の長さ［ｍｍ］，ｘ：同素子の一方の端部から任意の点までの距離［ｍｍ］，ｅ：自然対数の底，j：−１の平方根，ｖ：素子内での音速［ｍｍ／ｓｅｃ］，ｔ：任意の時間［ｓｅｃ］，ε：誘電率［Ｆ／ｍｍ］，である。
【００８３】
ここで、λモード（ｍ＝２）の駆動における圧電トランス素子の長手方向の全長は、上記の数１を、ｘ＝０から２Ｌまで積分することによって求められ、その結果は、時間ｔに関わらず所定値となる。即ち、この積分計算の結果は、圧電トランス素子をλモードで駆動しても、当該素子の両端面間の距離は変化しないということを表わしており、本願出願人が実験により見い出した事象を説明するものと考えられる。
【００８４】
また、λモードにおける共振状態に、圧電トランス素子の入力領域と出力領域とにそれぞれ現れる節の位置では、その位置の媒質が、静止状態における位置を基準として、当該素子の長手方向に振動していると考えられる。即ち、節の位置は、入力領域側及び出力領域側の各端面に対して相対的に移動を繰り返していると考えられる。これは、λモードにおける共振状態においては、圧電トランス素子の長さが変化しないという上記実験による事象及び計算結果、並びに、共振状態においては、当該素子の入力領域と出力領域とは互いに逆方向の伸縮を繰り返すという公知の事象とを考慮することによって説明することができる。
【００８５】
従って、圧電トランス素子を長手方向の両端面またはその近傍位置にて固定する場合、好ましくは、それら両端面またはその近傍位置以外の位置においては突起物や接着剤等によって当該素子を拘束すべきでないことが判る。
【００８６】
このように、圧電トランス素子をλモードの共振状態で使用するときには、当該素子の長手方向の両端面のみで支持することができ、収納ケースの形状を多様化することができると共に、当該素子を実装する際に必要な短手方向の高さ及び幅を小さくすることができる。
【００８７】
また、上記の数１を、λ／２モード（ｍ＝１）及び３λ／２モード（ｍ＝３）の駆動モードに適用した場合、これらの駆動モードにおいては、共振時に圧電トランス素子の長さが変化することが明らかとなった。しかしながら、その場合であっても、共振の節の位置で支持した場合と素子端面で支持した場合との実験結果を比較すると、素子端で支持することによる共振特性の劣化は僅かであり、実用上の大きな障害とはならないことが判った。むしろ、圧電トランス素子の固定方法やケーシング方法が多様化するという観点からは、λモードの場合と略同様に工業的に有利な効果を得られる。
【００８８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、実装する際に必要な短手方向の高さ及び幅を小さくすることができる圧電トランス素子及びそのケーシング方法の提供が実現する。
【００８９】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態としての圧電トランス素子を示す斜視図である。
【図２】図１の圧電トランス素子の正面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ’断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態としての圧電体シート上に形成された複数の内部電極を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態としての圧電体シート上に形成された複数の内部電極を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態としての圧電トランス素子を示す斜視図である。
【図７】図６の圧電トランス素子の正面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態としての圧電体シート上に形成された複数の内部電極を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施形態としての圧電体シート上に形成された複数の内部電極を示す図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態としての圧電トランス素子の断面図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態としての層間接続導体用の穴が形成された圧電体シートを示す図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態としての圧電体シート上に形成された複数の内部電極を示す図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態としての圧電体シート上に形成された複数の内部電極を示す図である。
【図１４】本発明の第４の実施形態としての圧電トランス素子が装着された収納ケースを示す斜視図である。
【図１５】図１４のＣ−Ｃ’断面図である。
【図１６】本発明の第５の実施形態としての圧電トランス素子が装着された収納ケースを示す斜視図である。
【図１７】図１６のＤ−Ｄ’断面図である。
【図１８】本発明の第５の実施形態の変形例としての圧電トランス素子が装着された収納ケースを示す要部断面図である。
【図１９】図１９は、第４及び第５の実施形態に係る圧電トランス素子の支持方法と、圧電トランス素子を節にて支持する従来の方法とを比較した結果を示す図である（λモードの場合）。
【図２０】図２０は、第４及び第５の実施形態に係る圧電トランス素子の支持方法と、圧電トランス素子を節にて支持する従来の方法とを比較した結果を示す図である（λ／２モードの場合）。
【図２１】一般的なローゼン型の圧電トランス素子を示す斜視図である。
【図２２】従来例としての圧電トランス素子を示す斜視図である。
【図２３】図２２の圧電トランス素子を収納ケースに装着した状態を示す上面視図である。
【図２４】従来例としての圧電トランス素子を示す斜視図である。
【符号の説明】
１〜３，１１，１２，２１，２２，１０１〜１０３，２０１〜２０４，３０１〜３０３：外部電極，
１ａ，２ａ，１１ａ，１２ａ，２１ａ，２２ａ，３０１ａ，３０２ａ：内部電極，
６，１６，２６，１０６，２０６，３０６：圧電トランス素子，
８：圧電体シート，
２５ａ，２５ｂ：層間接続導体，
３１，４１，４１Ａ，２０５：収納ケース，
３２〜３４，４２〜４４：実装端子，
４５，４５Ａ：突起，
４６：リード線，
２０１ａ，２０２ａ：リード電極，
２１０Ａ，２１０Ｂ：端子，
３０５：電極，[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a piezoelectric transformer element suitable for use in, for example, lighting a cold cathode tube and a casing method thereof.
[0002]
[Prior art]
A cold cathode tube is generally used as a backlight of a liquid crystal display such as a notebook personal computer. While this cold cathode tube requires a high voltage of about 1 kV during lighting, it requires a voltage of about several hundred volts during continuous lighting, and is continuously lit at an extremely low voltage compared to the voltage required during lighting. be able to. Since the operation characteristics of such a cold cathode tube are similar to the operation characteristics of the piezoelectric transformer element, in recent years, a step-up module including the piezoelectric transformer element has been used as a power source for the cold cathode tube.
[0003]
As a piezoelectric transformer element, for example, a Rosen type piezoelectric transformer element as shown in FIG. 21 is generally widely known.
[0004]
FIG. 21 is a perspective view showing a general Rosen-type piezoelectric transformer element. In the figure, the piezoelectric transformer element 106 has a strip shape. The left half of the figure is an input area, and the right half of the figure is an output area.

External electrodes

101 and 102, which are input electrodes for applying an input voltage, are provided above and below the input region, and external electrodes 103, which are output electrodes for extracting a boosted AC voltage, are provided on the end surface of the output region. Yes. When an AC voltage (input voltage) having a resonance frequency obtained from the material and length of the piezoelectric transformer element 106 is applied between the

external electrodes

101 and 102, the piezoelectric transformer element 106 causes mechanical vibration in the longitudinal direction. Resonates. By this mechanical vibration, a boosted AC voltage is generated between the external electrode 103 and either the external electrode 101 or the external electrode 102 as a common ground electrode on the input side and the output side. To do. Here, the step-up ratio, which is the ratio between the output voltage and the input voltage, is proportional to the ratio between the distance between the output electrodes and the distance between the input electrodes.
[0005]
Conventionally, a single-plate type piezoelectric transformer element as shown in FIG. 21 has been used as the piezoelectric transformer element. However, in a booster module including a single-plate type piezoelectric transformer element, the boost ratio is only about 10 times. Therefore, in order to light a cold cathode tube for a notebook personal computer, it is necessary to further include a step-up winding transformer in the previous stage. Therefore, by reducing the distance between the electrodes of the piezoelectric layer in the input region, that is, by forming a piezoelectric transformer element having a structure in which a plurality of thin piezoelectric bodies and internal electrodes are laminated, In comparison, the step-up ratio is high, and attempts have been made to eliminate the need for the previous winding transformer.
[0006]
In such a laminated piezoelectric transformer element, electrical connection between the electrodes in the input region is indispensable. For example, in JP-A-7-302938, as shown in FIG. A method has been proposed in which an electrode 305 for establishing conduction between the internal electrodes 301 a and 302 a in the

input region

301 and 302 is provided at the side surface or the corner of the end surface of the piezoelectric transformer element 306. Further, the applicant of the present application disclosed in Japanese Patent Application No. 8-52553, two columnar conductors (hereinafter referred to as interlayer connection conductors) that connect layers of internal electrodes stacked in the input region of the piezoelectric transformer element. ) To alternately connect.
[0007]
When such a piezoelectric transformer element is mounted on a circuit board, the piezoelectric transformer element is often used in a storage case so that the high voltage portion is not exposed. In the conventional laminated piezoelectric transformer element, as with the

external electrodes

101 and 102 in FIG. 21, the lead wires are bonded to the external electrodes provided on the upper and lower surfaces of the input region with solder or a conductive adhesive. The advantage of the piezoelectric transformer element is that the thickness of the piezoelectric transformer element is thin, but when mounting such a piezoelectric transformer element to which a lead wire is connected to a circuit board, it is at least as large as the diameter of the lead wire. Is required between the element and the substrate, and a space larger than the diameter of the lead wire is also required on the upper surface side of the piezoelectric transformer element, so that the thickness of the storage case is increased and the piezoelectric transformer is thin. The advantages of the element cannot be fully utilized.
[0008]
Also, when designing the storage case, it is necessary to design it taking into account the diameter of the lead wire and the thickness of the solder or conductive adhesive for bonding the lead wire, so the case thickness is designed to be higher. There is a need. Therefore, “expected thickness for bonding” is added to the thickness of the module of the piezoelectric transformer element after mounting, and the height is further increased.
[0009]
As a countermeasure for this, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 9-116250, as shown in FIGS. On the primary side of the element,

input electrodes

201 and 202 are provided on the upper and lower surfaces, and

lead electrodes

201a and 202a are provided by extending the input electrodes to the side surfaces of the element, respectively. In addition, output electrodes 204 are provided on both sides of the secondary side of the element. According to such a structure, it is possible to reduce the thickness of the storage case and simplify the mounting process.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, with the development of notebook personal computers or portable information terminals in recent years, there has been an increasing demand for miniaturization of the main body. For this reason, the dimensional difference between the liquid crystal display and the main body is becoming smaller. Since a booster module for a backlight of a liquid crystal display is generally arranged around the liquid crystal display, the closer the liquid crystal display is to the external dimensions of the main body of a personal computer or the like, the narrower the booster module is required. The
[0011]
However, in the conventional casing method described above, the thickness of the storage case or the module can be reduced, but the width of the case cannot be reduced.
[0012]
Therefore, an object of the present invention is to provide a piezoelectric transformer element and a casing method thereof that can reduce the height and width in the short direction necessary for mounting.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the piezoelectric transformer element of the present invention is characterized by the following configuration.
[0014]
That is, a piezoelectric transformer element having a laminated structure having an input region polarized in the thickness direction and formed with an input electrode, and an output region polarized in the longitudinal direction and formed with an output electrode. A plurality of internal electrodes as the input electrodes arranged between body layers, first and second external electrodes provided on the end surface of the piezoelectric transformer element in the longitudinal direction on the input region side, and the output region side The output electrodes provided on the end face in the longitudinal direction of the piezoelectric transformer element, and the plurality of internal electrodes are alternately connected to the first and second external electrodes for each layer, These external electrodes are electrodes for applying an input voltage. Accordingly, when the piezoelectric transformer element is mounted on another member, the structure can be connected only by the end face in the longitudinal direction of the element, and the height and width in the short direction necessary for mounting are reduced.
[0015]
More preferably, it includes third and fourth external electrodes provided on side surfaces parallel to the longitudinal direction of the piezoelectric transformer element on the input region side, and the plurality of internal electrodes include the third and fourth internal electrodes. It is preferable that the external electrodes are alternately connected to each layer.
[0016]
More preferably, it has a plurality of columnar conductors provided inside the input region, and the plurality of columnar conductors are used to alternately connect the plurality of internal electrodes for each layer.
[0017]
With these configurations, the possibility that the piezoelectric transformer element cannot be driven is significantly reduced.
[0018]
The third and fourth external electrodes or the plurality of columnar conductors may be provided at positions corresponding to vibration nodes of the piezoelectric transformer element.
[0019]
Or in order to achieve said objective, the casing method of the piezoelectric transformer element of this invention is characterized by the following structures.
[0020]
That is, a casing method for mounting a piezoelectric transformer element having each of the above-described configurations to a storage case, wherein a plurality of mounting terminals are provided on both end surfaces in the longitudinal direction of the storage case, and the piezoelectric transformer element is inserted into the storage case By doing so, the first and second external electrodes and the output electrode are brought into contact with the plurality of mounting terminals, respectively, and the corresponding contact portions are respectively fixed with conductive connecting materials. As a result, the piezoelectric transformer element is mounted on a storage case that can be connected only by the end face in the longitudinal direction of the element, and the height and width in the short direction necessary for mounting are reduced, and the manufacturing process is simplified. Turn into.
[0021]
Or it is a casing method which mounts the piezoelectric transformer element which has each above-mentioned composition in a storage case, Comprising: When the piezoelectric transformer element is stored inside the storage case, the both ends of the longitudinal direction of the element are located Protrusions are provided in the vicinity, the piezoelectric transformer element is supported by the protrusions, and the first and second external electrodes and a plurality of mounting terminals provided on the end face in the longitudinal direction of the storage case are respectively connected to lead wires. The output electrode and a mounting terminal provided on the other end surface in the longitudinal direction of the storage case are connected via a lead wire. As a result, the piezoelectric transformer element is mounted on a storage case that can be connected only by the end face in the longitudinal direction of the element, and the height and width in the short direction necessary for mounting are reduced.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a piezoelectric transformer element according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the end face in the longitudinal direction of the piezoelectric transformer element refers to a surface that does not include a position that becomes a vibration node when the element is driven in a λ mode, a λ / 2 mode, or the like.
[0023]
[First Embodiment]
FIG. 1 is a perspective view showing a piezoelectric transformer element as a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a front view of the piezoelectric transformer element of FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG.
[0024]
As shown in FIGS. 1 to 3,

external electrodes

1 and 2 for applying an input voltage are provided on the end face in the longitudinal direction of the input region of the piezoelectric transformer element 6. An external electrode 3 for extracting a boosted high voltage is provided on the end face in the longitudinal direction of the other output region. Further, in the input region of the piezoelectric transformer element 6, a plurality of internal electrodes 1 a and 2 a are alternately stacked with a thin plate-like piezoelectric sheet (corresponding to a piezoelectric sheet 8 before firing described later) sandwiched between and included. It has a structure. The internal electrodes 1a and 2a have protrusions for connecting to the

external electrodes

1 and 2, respectively. In addition, each internal electrode is good also as a structure exposed to the side surface instead of the structure included in a piezoelectric transformer element.
[0025]
Next, a manufacturing process of the piezoelectric transformer element 6 having such a structure will be described with reference to FIGS.
[0026]
4 and 5 are views showing a plurality of internal electrodes formed on the piezoelectric sheet as the first embodiment of the present invention. By alternately laminating the piezoelectric sheets and cutting them into a predetermined shape, the shape of the piezoelectric transformer element 6 without the external electrodes 1 to 3 is formed.
[0027]
(1) First, 25 parts by weight of water and 10 parts by weight of an emulsion type acrylic binder are blended with 100 parts by weight of a Pb (Zr, Ti) O 3 piezoelectric material powder, and a slurry is prepared by a ball mill. From this slurry, a piezoelectric sheet having a thickness of 130 μm is obtained using a doctor blade device. By firing a sheet having a thickness of 130 μm, the thickness after firing becomes 100 μm.
[0028]
(2) Next, the obtained piezoelectric sheet 8 is cut into a size of 100 mm × 100 mm and pasted on a printing frame, and an Ag—Pd paste to be the internal electrodes 1a and 2a is printed using a screen mask. The external dimensions of the internal electrodes 1a and 2a when printing are set to 16 mm × 4.6 mm after firing, and printing is performed so as to be positioned in the input area when laminated. Further, the internal electrodes 1a and 2a have a shape having a protrusion on one side of a rectangle so that a part of the internal electrodes 1a and 2a is exposed to the element end face and can be connected to the

external electrodes

1 and 2, respectively. In addition, since the internal electrodes 1a and 2a are alternately brought into contact with the

external electrodes

1 and 2 for each layer, the odd-numbered sheet (FIG. 5) and the even-numbered sheet (FIG. 4) 2 Use screen masks of different shapes.
[0029]
(3) The piezoelectric sheets 8 on which the internal electrodes 1a and 2a are printed are alternately laminated, and the piezoelectric sheets on which the electrodes are not printed are stacked on the uppermost layer and thermocompression bonded at 100 ° C.-30 MPa. This is baked at 1150 ° C. for 2 hours in the atmosphere using an alumina soot. Note that, by stacking and firing 21 piezoelectric sheets, the element thickness after firing becomes 2.2 mm.
[0030]
(4) After firing, the wafer is cut into a plurality of elements having a size of 32 mm × 5 mm with a diamond cutter. Then, an Ag paste having a width of 2 mm to be the

external electrodes

1 and 2 is printed on the protruding portions of the internal electrodes 1a and 2a exposed on the end faces of the input regions of the separated elements. Further, Ag paste to be the external electrode 3 is printed on the end face of the output region of the element. Then, the element on which the Ag paste is printed is put into a baking furnace at 700 ° C., and the paste portion is baked to form the

external electrodes

1, 2 and 3.
[0031]
(5) The fired device is put in insulating oil at 150 ° C., and the input region is polarized for 30 minutes with an electric field strength of 3 kV / mm. Next, the external electrode in the input region is short-circuited, and a DC voltage of 1.5 kV / mm is applied between the short-circuited portion and the external electrode at the end of the output region to perform polarization for 30 minutes. obtain.
[0032]
As described above, in the piezoelectric transformer element 6 described in the present embodiment, the

external electrodes

1 and 2 for applying the input voltage are formed on the end faces in the longitudinal direction of the element. Thus, unlike the conventional piezoelectric transformer element, it is not necessary to provide a lead wire or external electrode for applying an input voltage on the side surface of the element, so the height of the element in the short direction when the lead wire or external electrode is included. And the width can be reduced.
[0033]
Further, protrusions are provided in the shape of the internal electrodes 1a and 2a, the protrusions are exposed on the element end faces, and are connected to the

external electrodes

1 and 2. Thereby, in a manufacturing process, the process of electrically connecting internal electrodes and the process of forming the external electrode for input regions can be put together into one process.
[0034]
[Second Embodiment]
FIG. 6 is a perspective view showing a piezoelectric transformer element as a second embodiment of the present invention. FIG. 7 is a front view of the piezoelectric transformer element of FIG. Further, the BB ′ cross-sectional view of the piezoelectric transformer element shown in FIG. 7 is the same as the cross-sectional view shown in FIG.
[0035]
As shown in FIGS. 6 and 7, the structure of the longitudinal end face of the input region and the longitudinal end face of the output region of the piezoelectric transformer element 16 is the same as that of the piezoelectric transformer element 6 of the first embodiment. The laminated structure of the

internal electrodes

11a and 12a is substantially the same as that of the piezoelectric transformer element 6 of the first embodiment. In addition to the first protrusions in the longitudinal direction of the elements, the

internal electrodes

11a and 12a Further, a second protrusion in the short direction is provided. In this embodiment, the protrusion is exposed on the side surface of the piezoelectric transformer element 16 and connected to the

external electrodes

4 and 5. The second protrusions provided on the

internal electrodes

11a and 12a and the

external electrodes

4 and 5 are preferably formed at positions corresponding to vibration nodes as the piezoelectric transformer element 16.
[0036]
Next, a manufacturing process of the piezoelectric transformer element 16 having such a structure will be described with reference to FIGS.
[0037]
8 and 9 are diagrams showing a plurality of internal electrodes formed on the piezoelectric sheet as the second embodiment of the present invention. By alternately laminating the piezoelectric sheets and cutting them into a predetermined shape, the shape of the piezoelectric transformer element 16 in which the

external electrodes

3, 4, 5, 11, and 12 are not provided is configured.
[0038]
(1) First, the piezoelectric sheet 8 is manufactured by the same method as in the first embodiment, and is attached to the frame. In this embodiment, as shown in FIGS. 8 and 9, the

internal electrodes

11a and 12a have protrusions on two sides of the rectangle so that the end faces and the side faces of the element are electrically connected. It has a shape.
[0039]
(2) The piezoelectric sheets 8 on which the

internal electrodes

11a and 12a are printed are alternately laminated, and the piezoelectric sheets on which the electrodes are not printed are stacked on the uppermost layer and thermocompression bonded at 100 ° C.-30 MPa. This is baked at 1150 ° C. for 2 hours in the atmosphere using an alumina soot.
[0040]
(3) After firing, it is cut into a plurality of elements having a size of 32 mm × 5 mm with a diamond cutter. Then, an Ag paste having a width of 2 mm to be the

external electrodes

11, 12, 4, and 5 is printed on the protruding portions of the

internal electrodes

11 a and 12 a exposed on the end face and side face of the input area of the separated element. Further, Ag paste to be the external electrode 3 is printed on the end face of the output region of the element. Then, the element on which the Ag paste is printed is put into a baking furnace at 700 ° C., and the paste portion is baked to form the

external electrodes

11, 12, 4, and 5. At this time, the external electrode 11 and the external electrode 5 are electrically connected to the plurality of internal electrodes 11a. In addition, the external electrode 12 and the external electrode 4 are electrically connected to the plurality of internal electrodes 12a. In the present embodiment, it goes without saying that the thickness of the fired

external electrodes

4 and 5 is about several μm to 10 μm.
[0041]
(4) The fired device is put in an insulating oil at 150 ° C., and the input region is polarized for 30 minutes with an electric field strength of 3 kV / mm. Next, the external electrode in the input region is short-circuited, and a direct current voltage of 1.5 kV / mm is applied between the short-circuited portion and the external electrode at the end of the output region to perform polarization for 30 minutes. obtain.
[0042]
As described above, since the piezoelectric transformer element 16 described in the present embodiment has a structure in which the internal electrode is connected to the two external electrodes on the end surface and the side surface, the possibility that the element cannot be driven can be significantly reduced. In addition, it is possible to realize a piezoelectric transformer element that is more reliable than the first embodiment. In addition, since the thickness of the fired

external electrodes

4 and 5 is extremely thin, about several μm to 10 μm, when the piezoelectric transformer element 16 is mounted on the storage case, the

outer electrodes

4 and 5 are arranged in the short direction of the case. There is no need to deliberately design the length (width).
[0043]
[Third Embodiment]
In the second embodiment, the

external electrodes

4 and 5 are provided on the side surface of the piezoelectric transformer element 16 in order to improve the reliability of electrical connection. In the present embodiment, as the conductor corresponding to the

external electrodes

4 and 5, the two columnar interlayer connection conductors described in the section of the prior art are provided inside the element, so that the piezoelectric transformer element of the second embodiment is provided. The reliability of electrical connection equivalent to 16 is realized.
[0044]
In the piezoelectric transformer element 26 according to this embodiment, the outer shape is the same as that of the piezoelectric transformer element 6 shown in FIGS.
[0045]
FIG. 10 is a cross-sectional view of a piezoelectric transformer element as a third embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. As shown in the figure, a plurality of internal electrodes 21a and 22a are alternately stacked in the input region of the piezoelectric transformer element 26 with a thin plate-like piezoelectric sheet (corresponding to the piezoelectric sheet 8 before firing) interposed therebetween. And a structure enclosed in the element. Further, the interlayer connection conductor 25a and the plurality of internal electrodes 21a, and the interlayer connection conductor 25b (not shown in FIG. 10 for convenience of cutting) are connected to each other. Further, as in the first embodiment, the internal electrodes 21 a and 22 a have protrusions for connecting to the external electrodes 21 and 22 on the longitudinal end face side of the piezoelectric transformer element 26, respectively.
[0046]
The interlayer connection conductors 25a and 25b may be formed at any position within the input region of the piezoelectric transformer element 26. In the present embodiment, the interlayer connection conductors 25a and 25b correspond to vibration nodes so as not to disturb the vibration of the element. Form in position.
[0047]
Further, each internal electrode may have a structure exposed on the side surface instead of a structure included in the piezoelectric transformer element.
[0048]
Next, a manufacturing process of the piezoelectric transformer element 26 having such a structure will be described with reference to FIGS.
[0049]
FIG. 11 is a view showing a piezoelectric sheet in which holes for interlayer connection conductors are formed as a third embodiment of the present invention. 12 and 13 are diagrams showing a plurality of internal electrodes formed on a piezoelectric sheet as a third embodiment of the present invention. By alternately laminating the piezoelectric sheets and cutting them into a predetermined shape, the shape of the piezoelectric transformer element 26 in which the

external electrodes

3, 21, and 22 are not provided is configured.
[0050]
(1) First, the piezoelectric sheet 8 is manufactured by the same method as in the first embodiment, and is attached to the frame. When the piezoelectric transformer elements 26 are cut out, holes for filling the paste that will be the interlayer connection conductors 25a and 25b are formed at two positions that become resonance nodes of the elements, and the size becomes φ0.12 mm after firing. Open it. This state is shown in FIG. These holes were filled with Ag—Pd paste by a printing method using a metal mask.
[0051]
(2) An Ag-Pd paste to be the internal electrodes 21a and 22a was printed on the piezoelectric sheet 8 in the state shown in FIG. 11 using a screen mask. Since the internal electrodes 21a and 22a are alternately brought into contact with the interlayer connection conductors 25a and 25b for each layer, two kinds of sheets (FIG. 13) and odd sheets (FIG. 12) that are odd-numbered when stacked. A screen mask of the shape is used. Needless to say, as in the first embodiment, a protrusion is provided on a portion located on the end face side in the longitudinal direction of the piezoelectric transformer element 26 after firing.
[0052]
(3) The piezoelectric sheets 8 on which the internal electrodes 21a and 22a are printed are alternately laminated, and the piezoelectric sheets on which the electrodes are not printed are stacked on the uppermost layer and thermocompression bonded at 100 ° C.-30 MPa. This is baked at 1150 ° C. for 2 hours in the atmosphere using an alumina soot. Note that, by stacking and firing 21 piezoelectric sheets, the element thickness after firing becomes 2.2 mm.
[0053]
(4) After firing, the wafer is cut into a plurality of elements having a size of 32 mm × 5 mm with a diamond cutter. Then, Ag paste having a width of 2 mm to be the external electrodes 21 and 22 is printed on the protruding portions of the internal electrodes 21a and 22a exposed on the end faces of the input regions of the separated elements. Further, Ag paste to be the external electrode 3 is printed on the end face of the output region of the element. Then, the element on which the Ag paste is printed is put into a baking furnace at 700 ° C., and the paste portion is baked to form the

external electrodes

1, 2 and 3.
[0054]
(5) The fired device is put in insulating oil at 150 ° C., and the input region is polarized for 30 minutes with an electric field strength of 3 kV / mm. Next, the external electrode in the input region is short-circuited, and a DC voltage of 1.5 kV / mm is applied between the short-circuited portion and the external electrode at the end of the output region to perform polarization for 30 minutes. obtain.
[0055]
As described above, since the piezoelectric transformer element 26 described in the present embodiment has a structure in which the internal electrode, the external electrode, and the interlayer connection conductor are connected to each other, the piezoelectric transformer element having excellent reliability as in the second embodiment. 26 can be realized.
[0056]
[Fourth Embodiment]
In the present embodiment, a casing method for mounting the piezoelectric transformer elements according to the first to third embodiments described above to a storage case will be described. In the following description, as an example, a casing method for mounting the piezoelectric transformer element 6 described in the first embodiment on a storage case will be described.
[0057]
FIG. 14 is a perspective view showing a storage case equipped with a piezoelectric transformer element as a fourth embodiment of the present invention. FIG. 15 is a cross-sectional view taken along the line CC ′ of FIG. In FIG. 15, the representation of the cross-sectional portion related to the internal structure of the piezoelectric transformer element 6 is omitted.
[0058]
As shown in FIGS. 14 and 15, the storage case 31 is formed of an insulating resin and has an internal dimension of L32 mm × W5.2 mm × D2.4 mm (however, the length L is the mounting terminal 32). And the distance between the mounting terminal 34 and the mounting terminal 34). The both ends of the storage case 31 have a structure in which mounting terminals 32 and 33 for applying an input voltage and a mounting terminal 34 for taking out an output voltage are integrally formed.
[0059]
As a method of attaching the piezoelectric transformer element 6 to the storage case 31 having such a structure, first, the piezoelectric transformer element 6 is inserted into the case, whereby the

external electrodes

1, 2, 3 and the mounting terminals 32, 33 are mounted. , 34 are brought into contact with each other. And each contact part is fixed with the solder as a conductive connection material, or a conductive adhesive. As a result, the piezoelectric transformer element 6 is fixed inside the storage case 31 and is electrically connected to the mounting terminal.
[0060]
When the piezoelectric transformer element 6 is driven in the λ mode, the position of 1/4 of the length of the element from the end of the element becomes a resonance node. When the piezoelectric transformer element 6 driven in the λ mode is in a resonance state, the overall length of the element is kept substantially constant. Therefore, even if both end surfaces of the piezoelectric transformer element 6 are fixed to the storage case 31, the fixed state does not deteriorate due to resonance.
[0061]
Thus, the storage case 31 of the present embodiment fixes the piezoelectric transformer element 6 at the end face of the element and realizes electrical connection between the mounting terminal of the case and the element. For this reason, the length (width) and height (depth) of the storage case 31 in the short direction may be set in consideration of the width and height of the piezoelectric transformer element itself, and the width of the storage case is narrowed. In addition, since the height can be reduced and no lead wire is used, the manufacturing process can be simplified.
[0062]
[Fifth Embodiment]
In the present embodiment, another casing method based on the method of fixing at both end faces in the longitudinal direction of the piezoelectric transformer element, which is adopted in the fourth embodiment, will be described. In the following description, as an example, a case where the piezoelectric transformer element 6 described in the first embodiment is mounted will be described.
[0063]
FIG. 16 is a perspective view showing a storage case equipped with a piezoelectric transformer element as a fifth embodiment of the present invention. FIG. 17 is a cross-sectional view taken along the line DD ′ of FIG. In FIG. 17, the representation of the cross-sectional portion related to the internal structure of the piezoelectric transformer element 6 is omitted.
[0064]
As shown in FIGS. 16 and 17, the storage case 41 is made of an insulating resin and has an internal dimension of L32.6 mm × W5.2 mm × D2.4 mm. Further, in the inside of the storage case 41, the element is fixed in two places 0.4 mm from the end, that is, in the vicinity of both end faces in the longitudinal direction of the piezoelectric transformer element 6 within the storage case 41. A protrusion 45 having a height of about 1 mm to 0.15 mm is provided. The piezoelectric transformer element 6 is fixed inside the storage case 41 by applying an epoxy adhesive to the protrusion 45.
[0065]
The protrusion 45 may be provided only on the bottom surface inside the storage case 41.
[0066]
Further, mounting

terminals

42 and 43 for applying an input voltage and mounting terminals 44 for taking out an output voltage are integrally formed on both end surfaces of the storage case 41. These mounting terminals are formed of a metal member. In this embodiment, the

external electrodes

1, 2, 3 and the mounting

terminals

42, 43, 44 are electrically connected by soldering a lead wire of φ 0.26 mm or by a conductive adhesive. To do.
[0067]
Needless to say, prior to fixing the piezoelectric transformer element 6 to the storage case 41, the lead wire 46 is connected in advance to each external electrode of the element.
[0068]
The shape of the protrusion 45 provided inside the storage case 41 may be a linear continuous shape or a plurality of discontinuous protrusions.
[0069]
Moreover, the shape of the protrusion 45 is not limited to the shape shown in FIGS. 16 and 17. For example, the protrusion 45A of the storage case 41A shown as a cross-sectional view of the main part in FIG. You may shape | mold in the shape which can be fixed in the position near the both end surfaces of the longitudinal direction of an element.
[0070]
As described above, in this embodiment, the electrical connection between the mounting terminals of the

storage cases

41 and 41A and the external electrodes of the piezoelectric transformer element 6 is performed at the end surface portion of the case via the lead wires 46. . For this reason, the manufacturing process for connecting the lead wires increases, but the piezoelectric transformer element 6 can be reliably supported in the storage case 41.
[0071]
In each of the above-described embodiments, the external electrodes for applying the input voltage are formed on the element end surface, so that the external electrodes on the upper and lower surfaces of the input region of the element are not necessary. If an external electrode is required, it may be provided.
[0072]
Moreover, it is needless to say that the dimensions of the piezoelectric transformer elements, electrodes, and the like in each of the above-described embodiments are examples, and are not limited to those values.
[0073]
[Consideration of fixing piezoelectric transformer element at both end faces]
Here, the casing method described in the fourth and fifth embodiments described above, that is, a method of fixing the piezoelectric transformer element on both end faces will be considered.
[0074]
The conventional storage method of the piezoelectric transformer element in the storage case is the same as the piezoelectric transformer element 206 and the storage case 205 of FIG. In general, a method of supporting the element is called “position”. This is because when a medium (in this case, individual materials constituting a piezoelectric transformer element) generates a so-called longitudinal wave (dense wave) and the longitudinal wave is a standing wave, the displacement of the medium at the node of the standing wave Is based on the conventional general knowledge about vibration that the position interval between nodes is a predetermined value. Therefore, in the conventional storage method (fixing method) of the piezoelectric transformer element, the fixed position of the element is the λ mode, that is, the length of one wavelength (λ) of the voltage for driving the piezoelectric transformer element is the length of the element. In the driving mode having a length 2L in the direction, the positions of the two nodes, which are L / 2 positions from both end faces of the element, are optimum, and in order not to attenuate the resonance state, the positions of these nodes A major issue is how to support (fix) the element without deviating from the above. In other words, in the λ mode, both end faces in the longitudinal direction of the piezoelectric transformer element are considered as antinodes of resonance, and the displacement of the element is considered to take the maximum value at the positions of these antinodes. For this reason, the technical idea of the present application in which the element is supported at the antinode position of resonance, that is, both end faces of the element has not been attempted.
[0075]
However, the applicant of the present application supports the element at both end surfaces in the longitudinal direction of the piezoelectric transformer element in the course of earnest research on the piezoelectric transformer element, the drive circuit of the element, and the storage case, and the supported state. When the piezoelectric transformer element was resonated in the λ mode, a boosting efficiency substantially equal to that in the case of supporting the piezoelectric transformer element at the same node position as in the prior art was obtained.
[0076]
19 and 20 are diagrams showing a result of comparison between the piezoelectric transformer element support method according to the fourth and fifth embodiments and the conventional method of supporting the piezoelectric transformer element at a node. FIG. 20 shows the measurement results when the piezoelectric transformer element is driven in the λ mode.
[0077]
In the measurement, the piezoelectric transformer element having the structure shown in FIGS. 1 to 3 described in the first embodiment was supported by the methods according to the fourth and fifth embodiments. As for the support method according to the conventional example, the piezoelectric transformer element having the structure shown in FIGS. 1 to 3 described in the first embodiment is supported by a node, and driving from the outside is performed via a lead wire. It was. The measurement conditions for driving the piezoelectric transformer element were, in each case, a load of 50 kΩ and an output of 4 W.
[0078]
As shown in FIG. 19 and FIG. 20, the measurement results show that the step-up ratio and efficiency /% when supported by the methods according to the fourth and fifth embodiments are slightly inferior to those of the conventional support method. The difference is not a problem in practice, and this phenomenon is different from the result expected by the above-mentioned conventional concept.
[0079]
This phenomenon will be considered below. A good boosting characteristic (resonance characteristic) can be obtained even if the element is supported by both longitudinal end faces of the piezoelectric transformer element. This means that when the piezoelectric transformer element is in a resonance state, the entire length of the element is long. It can be considered that this is kept substantially constant. In other words, the applicant of the present application has found that when the piezoelectric transformer element is resonated by driving, the entire length of the element is maintained. This means that when the piezoelectric transformer element is fixed inside the storage case, even if it is fixed at both end faces in the longitudinal direction of the element or at positions near the both end faces, resonance that causes a decrease in the boosting efficiency of the element. This means that the state is not attenuated and the fixed state of the element in the storage case is not deteriorated. Therefore, in the above-described fourth and fifth embodiments, the piezoelectric transformer element 6 described in the first embodiment is fixed to the

storage case

31, 41, or 41A at both end faces in the longitudinal direction of the element. did.
[0080]
Further, the applicant of the present application conducted a literature survey to clarify the above-described phenomenon, and found that the displacement at the time of resonance of the piezoelectric transformer can be expressed by the following equation (1). That is, according to the formula (17) of Electronic Ceramics, Summer of 1976, “Piezoelectric Transformer Vibration Mode and Surface Charge / Potential Distribution (Kenji Yamagata, P44-P50)”), the displacement ξ (x) Is
[0081]
[Expression 1]

[0082]
Where ξ (x): displacement amount of medium at position x at time t [mm], A: predetermined coefficient, m: vibration mode, λ mode, m = 2, 2L: length of piezoelectric transformer element in the longitudinal direction [Mm], x: distance from one end of the element to an arbitrary point [mm], e: base of natural logarithm, j: square root of −1, v: speed of sound in element [mm / sec] , T: arbitrary time [sec], ε: dielectric constant [F / mm].
[0083]
Here, the total length in the longitudinal direction of the piezoelectric transformer element in the drive of the λ mode (m = 2) is obtained by integrating the above equation 1 from x = 0 to 2L, and the result is related to the time t. It becomes a predetermined value. In other words, the result of this integration calculation shows that the distance between both end faces of the piezoelectric transformer element does not change even when the piezoelectric transformer element is driven in the λ mode, and the phenomenon that the applicant of the present application has found through experiments is explained. It is thought to do.
[0084]
Also, at the position of the node that appears in the input region and the output region of the piezoelectric transformer element in the resonance state in the λ mode, the medium at that position vibrates in the longitudinal direction of the element with respect to the position in the stationary state. It is thought that there is. That is, it is considered that the position of the node repeatedly moves relative to the end faces on the input area side and the output area side. This is due to the fact that the length of the piezoelectric transformer element does not change in the resonance state in the λ mode and the calculation result, and in the resonance state, the input region and the output region of the element are in opposite directions. This can be explained by considering the known phenomenon of repeated expansion and contraction.
[0085]
Accordingly, when the piezoelectric transformer element is fixed at both end faces in the longitudinal direction or in the vicinity thereof, preferably the element should not be constrained by protrusions, adhesives, or the like at positions other than the both end faces or in the vicinity thereof. I understand that.
[0086]
As described above, when the piezoelectric transformer element is used in the resonance state of the λ mode, it can be supported only by both end faces in the longitudinal direction of the element, the shape of the storage case can be diversified, and the element can be The height and width in the short direction required for mounting can be reduced.
[0087]
Further, when the above formula 1 is applied to the drive modes of the λ / 2 mode (m = 1) and the 3λ / 2 mode (m = 3), the length of the piezoelectric transformer element at resonance in these drive modes. It became clear that changed. However, even in that case, when the experimental results of the case where it is supported at the position of the resonance node and the case where it is supported at the element end face are compared, the deterioration of the resonance characteristics due to the support at the element end is slight. It turned out not to be a major obstacle. Rather, from the viewpoint of diversifying the fixing method and casing method of the piezoelectric transformer element, an industrially advantageous effect can be obtained as in the case of the λ mode.
[0088]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a piezoelectric transformer element capable of reducing the height and width in the short direction necessary for mounting and a casing method thereof.
[0089]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a piezoelectric transformer element according to a first embodiment of the present invention.
2 is a front view of the piezoelectric transformer element of FIG. 1. FIG.
3 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG.
FIG. 4 is a diagram showing a plurality of internal electrodes formed on the piezoelectric sheet as the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a plurality of internal electrodes formed on the piezoelectric sheet as the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a perspective view showing a piezoelectric transformer element as a second embodiment of the present invention.
7 is a front view of the piezoelectric transformer element of FIG. 6. FIG.
FIG. 8 is a diagram showing a plurality of internal electrodes formed on a piezoelectric sheet as a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing a plurality of internal electrodes formed on a piezoelectric sheet as a second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a cross-sectional view of a piezoelectric transformer element as a third embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a view showing a piezoelectric sheet having holes for interlayer connection conductors as a third embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a diagram showing a plurality of internal electrodes formed on a piezoelectric sheet as a third embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a diagram showing a plurality of internal electrodes formed on a piezoelectric sheet as a third embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a perspective view showing a storage case equipped with a piezoelectric transformer element according to a fourth embodiment of the present invention.
15 is a cross-sectional view taken along the line CC ′ of FIG.
FIG. 16 is a perspective view showing a storage case equipped with a piezoelectric transformer element according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a cross-sectional view taken along the line DD ′ of FIG.
FIG. 18 is a cross-sectional view of an essential part showing a storage case equipped with a piezoelectric transformer element as a modification of the fifth embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a diagram showing a result of comparison between a method for supporting a piezoelectric transformer element according to the fourth and fifth embodiments and a conventional method for supporting a piezoelectric transformer element at a node (λ). Mode).
FIG. 20 is a diagram showing a result of comparison between a method for supporting a piezoelectric transformer element according to the fourth and fifth embodiments and a conventional method for supporting a piezoelectric transformer element at a node (λ). / 2 mode).
FIG. 21 is a perspective view showing a general Rosen-type piezoelectric transformer element.
FIG. 22 is a perspective view showing a piezoelectric transformer element as a conventional example.
23 is a top view showing a state where the piezoelectric transformer element of FIG. 22 is attached to the storage case. FIG.
FIG. 24 is a perspective view showing a conventional piezoelectric transformer element.
[Explanation of symbols]
1-3, 11, 12, 21, 22, 101-103, 201-204, 301-303: external electrodes,
1a, 2a, 11a, 12a, 21a, 22a, 301a, 302a: internal electrodes,
6, 16, 26, 106, 206, 306: Piezoelectric transformer element,
8: Piezoelectric sheet,
25a, 25b: Interlayer connection conductor,
31, 41, 41A, 205: storage case,
32-34, 42-44: mounting terminals,
45, 45A: protrusion,
46: Lead wire,
201a, 202a: lead electrodes,
210A, 210B: terminals,
305: Electrode,

Claims

A piezoelectric transformer element having a laminated structure having an input region polarized in the thickness direction and formed with an input electrode, and an output region polarized in the longitudinal direction and formed with an output electrode,
A plurality of internal electrodes as the input electrodes disposed between layers of a plurality of piezoelectric bodies;
First and second external electrodes provided on the longitudinal end faces of the piezoelectric transformer elements on the input region side;
The output electrode provided on the end face in the longitudinal direction of the piezoelectric transformer element on the output region side,
The plurality of internal electrodes are alternately connected to the first and second external electrodes for each layer, and the external electrodes are electrodes for applying an input voltage. Piezoelectric transformer element.

And third and fourth external electrodes provided on side surfaces parallel to the longitudinal direction of the piezoelectric transformer element on the input region side,
2. The piezoelectric transformer element according to claim 1, wherein the plurality of internal electrodes are alternately connected to the third and fourth external electrodes for each layer.

Furthermore, it has a plurality of columnar conductors provided inside the input region,
2. The piezoelectric transformer element according to claim 1, wherein the plurality of internal electrodes are alternately connected to each other by the plurality of columnar conductors.

3. The piezoelectric transformer element according to claim 2, wherein the third and fourth external electrodes are provided at positions corresponding to vibration nodes of the piezoelectric transformer element.

4. The piezoelectric transformer element according to claim 3, wherein the plurality of columnar conductors are provided at positions corresponding to vibration nodes of the piezoelectric transformer element.

A casing method for mounting the piezoelectric transformer element according to any one of claims 1 to 3 on a storage case,
A plurality of mounting terminals are provided on both end surfaces in the longitudinal direction of the storage case,
By inserting the piezoelectric transformer element into the storage case, the first and second external electrodes and the output electrode are brought into contact with the plurality of mounting terminals,
A casing method for a piezoelectric transformer element, wherein the contact portions are each fixed by a conductive connecting material.

A casing method for mounting the piezoelectric transformer element according to any one of claims 1 to 3 on a storage case,
Protrusions are provided inside the storage case at positions where both end faces in the longitudinal direction of the element are positioned when the piezoelectric transformer element is stored, and the piezoelectric transformer element is supported by the protrusions.
The first and second external electrodes and a plurality of mounting terminals provided on the longitudinal end surface of the storage case are connected via lead wires, respectively.
A casing method for a piezoelectric transformer element, wherein the output electrode and a mounting terminal provided on the other end surface in the longitudinal direction of the storage case are connected via a lead wire.